神經元網路癇性電活動爆發的機制研究

《神經元網路癇性電活動爆發的機制研究》是依託中南大學，由宋治擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：神經元網路癇性電活動爆發的機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：宋治
• 依託單位：中南大學

項目摘要

以電位傳遞為基礎的神經元網路同步化是神經功能實現的基礎。網路過度同步化與癲癇發病有關。申請者推測：癲癇發病可視為網路能量（電能）從平衡→ 同步化增強→ 爆發（失平衡）→ 再平衡的過程。本項目擬在自然神經網路與人工神經元網路二個層面上，套用共聚焦電子顯微鏡（LSCM）檢測細胞間經過縫隙連結蛋白（Cx）介導的Ca2＋離子流與線粒體膜電位，用多電極記錄系統（MEA）記錄體外培養神經元網路的自發放電頻率、幅度與同步化程度，通過RNA干擾技術沉默Cx基因表達，論證：（1）癇性網路上存在經Cx介導的電位分流機制；（2）經Cx介導的電位分流參與網路癇性同步化過程中的能量消漲；（3）初步探討網路癇性電活動時化學能與電能之間的關係。通過對上述內容的論證，深化癲癇發病過程中網路能量（電能）消漲機制的認識，為套用網路分流行抗癲癇治療提供科學依據。

結題摘要

以電位傳遞為基礎的神經元網路同步化是神經功能實現的基礎。網路過度同步化與癲癇發病有關。申請者推測：癲癇發病可視為網路能量（電能）從平衡→ 同步化增強→ 爆發（失平衡）→ 再平衡的過程。研究表明，癇性同步化電活動的依賴於化學觸突與非化學觸突二種機制，而非化學突觸機制，如電突觸、非突觸細胞空間電位直接傳遞在癇性電活動可能發揮主要作用。以縫隙連線蛋白（Cx）為基本結構的蛋白是構成電突觸的主體，在人類已發現有21種縫隙連線蛋白基因組存在神經元或膠質細胞上，其中CX36表達在神經元上。本項目以電突觸與非突觸細胞空間電位傳遞為切入點，研究其在癇性網路同步化的可能機制，同時，對無氧酵解參與生物能量供能過程進一步探討。本項目在體內與體外兩個層面上，套用RT-PCR，免疫組化，western-blot，Elisa等方法檢查癇性動物模型上各種癇性分子標記物的表達變化，套用膜片鉗技術檢測致癇腦片上神經元膜電位變化，比較CX廣譜阻滯劑生胃酮，CX36阻滯劑奎寧，及細胞間隙空間調節劑甘露醇、糖酵解抑制劑2脫氧葡萄糖干預條件下，上述各參數的變化。研究發現：電突觸縫隙連線蛋白CX32、CX36、CX43，細胞外空間大小,無氧代謝均與癇性同步化過程有關, 糖酵解抑制劑抑制劑可能通過相應的信號通路發揮抗癇作用。這些發現深化了縫隙連線蛋白CX32、CX36、CX43、細胞外空間大小、無氧代謝與癲癇發病機制的認識，為進一步探討套用生胃酮、奎寧、甘露醇、糖酵解抑制劑在抗癲癇治療中套用提供科學依據。